[RF/Radioelec] Champs électromagnétique : qu'est ce que le V/m ?
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Champs électromagnétique : qu'est ce que le V/m ?



  1. #1
    Vozek

    Champs électromagnétique : qu'est ce que le V/m ?


    ------

    Bonjour,

    La composante électrique d'un champs EM s'exprime en volts par mètre (ou dBV/m). On mesure cette grandeur en captant le champs électrique avec une antenne qu'on injecte dans l'analyseur de spectre, mais je n'arrive pas à comprendre comment on arrive à obtenir des volts par mètre.

    S'agit-il de l'amplitude du signal que l'on divise par la longeur de l'antenne (dont la taille est lié à la frequence du signal reçu) ?

    Merci bien !

    -----

  2. #2
    annjy

    Re : Champs électromagnétique : qu'est ce que le V/m ?

    Bsr,

    j'avais répondu dans cette discussion :
    https://forums.futura-sciences.com/e...n-dbm-v-m.html

    voir message #18 notamment

    cdlt,
    JY
    Ne dites pas "Nous sommes en retard" mais dites "Oui Arlette"

  3. #3
    annjy

    Re : Champs électromagnétique : qu'est ce que le V/m ?

    re,
    l'analyseur de spectre va mesurer la puissance du signal reçu à son entrée.
    Laquelle dépend du GAIN de l'antenne utilisée, pas de sa longueur......

    revoir un peu les grandeurs physiques et unités associées ne ferait pas de mal.....

    Bon courage,
    Cdlt,
    JY
    Ne dites pas "Nous sommes en retard" mais dites "Oui Arlette"

  4. #4
    Gwinver

    Re : Champs électromagnétique : qu'est ce que le V/m ?

    Bonsoir.
    Pour la première partie de la question, effectivement l'explication d'annjy est très bien.

    Pour la seconde partie :
    S'agit-il de l'amplitude du signal que l'on divise par la longeur de l'antenne (dont la taille est lié à la frequence du signal reçu) ?
    C'est un peu plus compliqué, car il n'y a généralement pas de liaison directe? Comme dit plus haut, le facteur à prendre en compte est le gain de l'antenne. Il faut disposer de l'information par le fabricant ou bien disposer de mesures car les antennes sont très diverses.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    gwgidaz
    Animateur Électronique

    Re : Champs électromagnétique : qu'est ce que le V/m ?

    Citation Envoyé par Vozek Voir le message
    Bonjour,

    La composante électrique d'un champs EM s'exprime en volts par mètre (ou dBV/m). On mesure cette grandeur en captant le champs électrique avec une antenne qu'on injecte dans l'analyseur de spectre, mais je n'arrive pas à comprendre comment on arrive à obtenir des volts par mètre.

    S'agit-il de l'amplitude du signal que l'on divise par la longeur de l'antenne (dont la taille est lié à la frequence du signal reçu) ?

    Merci bien !
    Bonjour,

    Comme on vous l'a dit, c'est un peu ça; cependant, ce n'est pas tout à fait la longueur de l'antenne, mais un paramètre de celle-ci appelé "hauteur efficace" . Par exemple, un dipôle demi-onde possède une "hauteur efficace" de lambda/pi.
    La fem fournie par le dipôle est donc égale à lambda/pi multiplié par le champ électrique de l'onde. ( il faut la diviser par deux si le dipôle est chargé par sa résistance de rayonnement. )

    on peut donc utiliser un dipôle demi-onde pour cette mesure du champ ; voir le chapitre 9 "les mesures en RF" , paragraphe "Mesure du champ électromagnétique d'une onde plane "
    du lien http://pratique-rfcircuits.monsite-o...ff0816856.html

    on peut rappeler que l'onde électromagnétique en espace libre est constituée d'un champ E et d'un champ H , tels que E/H = 120 pi
    Dernière modification par gwgidaz ; 26/02/2019 à 22h51.

  7. #6
    Vozek

    Re : Champs électromagnétique : qu'est ce que le V/m ?

    Apres avoir fait quelques recherches, j’ai trouvé que l' "antenna factor" représente l'efficacité avec laquelle une antenne capte le champ électrique E et le transforme en tension U à ses bornes.

    Af = E / U
    L’unité de Af = (v/m) / v = (v/m) * (1/v) = 1/m

    D’autre part j’ai trouvé que la hauteur effective Heff est défini par le rapport de la puissance Pa délivrée par l’antenne divisée par la densité de puissance Pd du champ électrique dans lequel elle baigne.

    Heff = Pa / Pd.
    Pa = Heff x Pd.
    Pd s’exprime en W/m2 et Pa en W. Donc l’unité de Heff = W/(W/m2) = W x (m2/W) = m2

    Pour travailler avec des volts, il nous faut introduire une charge R par exemple 50 ohms dans l’équation. Ainsi la puissance délivrée par l’antenne Pa = U^2 / R.
    Donc U^2 / R = Heff x Pd
    U^2 = Heff x Pd x R
    U = racine(Heff x Pd x R)

    Par conséquent :
    Si Af = E / U
    alors Af = E / racine(Heff x Pd x R)

    Donc si Heff augmente alors Af diminue pour un champ électrique, une densité de puissance et une impédance donnée. Et comme
    U = E / Af.

    Alors si Af diminue, U augmente pour un champs électrique donnée.
    La hauteur effective de l’antenne n’est pas liée mathématiquement à sa hauteur effective mais dans la pratique elle influe beaucoup.
    Plus l’antenne est grande, plus elle captera la puissance du champ électrique. Donc plus Heff sera grand, plus Af sera petit et donc plus U sera grand.

    l'analyseur de spectre va mesurer la puissance du signal reçu à son entrée.
    Laquelle dépend du GAIN de l'antenne utilisée, pas de sa longueur......
    revoir un peu les grandeurs physiques et unités associées ne ferait pas de mal.....
    Après avoir revu les grandeurs physiques et unités associées, j’invite annjy à revoir se maths, ça ne fera pas de mal. La puissance mesurée va bien dépendre de la longueur de l’antenne utilisée.

    Je suis mauvaise langue, bien évidemment la puissance du signal mesuré va dépendre du gain de l’antenne, mais celui-ci va surtout dépendre de sa taille (de sa polarisation, de son orientation, de sa forme etc.). Même si ce n’est pas du tout le lien que j’avais proposé dans mon premier post :

    S'agit-il de l'amplitude du signal que l'on divise par la longeur de l'antenne (dont la taille est lié à la frequence du signal reçu) ?

  8. #7
    annjy

    Re : Champs électromagnétique : qu'est ce que le V/m ?

    Citation Envoyé par Vozek Voir le message
    ..........
    Après avoir revu les grandeurs physiques et unités associées, j’invite annjy à revoir se maths, ça ne fera pas de mal. La puissance mesurée va bien dépendre de la longueur de l’antenne utilisée.

    Je suis mauvaise langue, bien évidemment la puissance du signal mesuré va dépendre du gain de l’antenne, mais celui-ci va surtout dépendre de sa taille (de sa polarisation, de son orientation, de sa forme etc.). Même si ce n’est pas du tout le lien que j’avais proposé dans mon premier post :
    Je te remercie pour l'invitation.....
    Je vais donc revoir mes cours d'il y a un peu plus de 40 ans....
    Je joins un exemple.......(juste le début)

    A+,
    JY
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    Ne dites pas "Nous sommes en retard" mais dites "Oui Arlette"

  9. #8
    annjy

    Re : Champs électromagnétique : qu'est ce que le V/m ?

    Re,

    ce qui est étonnant, c'est qu'une hauteur effective soit en m².....

    Pour ma part, j'ai toujours entendu parler de Surface effective.
    Et je ne suis pas le seul.

    Cours du CNAM (plus simple que l'exemple précédent) joint.

    JY
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    Ne dites pas "Nous sommes en retard" mais dites "Oui Arlette"

  10. #9
    gwgidaz
    Animateur Électronique

    Re : Champs électromagnétique : qu'est ce que le V/m ?

    Citation Envoyé par Vozek Voir le message

    D’autre part j’ai trouvé que la hauteur effective Heff est défini par le rapport de la puissance Pa délivrée par l’antenne divisée par la densité de puissance Pd du champ électrique dans lequel elle baigne.

    :
    Bjr,

    ça, c'est la surface effective.
    Aujourd'hui, on utilise plus souvent le concept de surface effective plutôt que hauteur effective qui fait intervenir l'impédance. .
    En tout cas, la surface effective est plus intuitive ....

  11. #10
    gwgidaz
    Animateur Électronique

    Re : Champs électromagnétique : qu'est ce que le V/m ?

    Rebonjour,

    Pour être plus précis :

    Historique du concept de hauteur efficace :
    Du temps des ondes longues, on avait l'habitude d'avoir des antennes de réception très inférieures à lambda. Et on s'intéressait alors à la tension disponible...sans réaliser d'adaptation.
    Par ailleurs, si on veut mesurer un champ électrique , on peut utiliser un dipôle très inférieur à lambda. On mesure alors une tension aux bornes , et on peut utiliser ce concept de "hauteur efficace" qui donne la relation entre le champ E et la tension mesurée à vide. C'est encore le cas de capteurs de capteur de champ E en CEM. D'ailleurs, il n'est pas nécessaire d'être en champ lointain, car c'est rarement le cas en mesures CEM aux fréquences basses.....

    Mais en radio électricité, on considère qu'on est en champ lointain, et qu'on a adapté l'antenne. Dans ce cas, le concept de surface équivalente prend tout son sens. Par exemple, la surface équivalente d'une antenne parabolique est très proche de la surface de la parabole....On peut aussi utiliser ce concept pour n'importe quelle antenne pourvu qu'elle soit adaptée.

  12. #11
    Vozek

    Re : Champs électromagnétique : qu'est ce que le V/m ?

    ce qui est étonnant, c'est qu'une hauteur effective soit en m².....

    Pour ma part, j'ai toujours entendu parler de Surface effective.
    Et je ne suis pas le seul.
    J'ai repris le terme utilisé par gwgidaz, mais je me réfère au terme anglais "effective area" :

    In electromagnetics and antenna theory, antenna aperture, effective area, or receiving cross section, is a measure of how effective an antenna is at receiving the power of electromagnetic radiation
    J'imagine que tous ces termes représentent la même caractéristique.

    Par ailleurs, si on veut mesurer un champ électrique , on peut utiliser un dipôle très inférieur à lambda.
    J'ai compris du coup pourquoi les sondes servant à mesurer les fuites EMC à quelques cm du PCB sont si petites et pourtant captent sans problème l'horloge du mon microcontroleur cadensé a 8MHz même sans aucune adaptation d'impédence.

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